История эквалайзеров началась в 30-е годы в Голливуде с появлением звукового кино. С самого начала было ясно, что записанный звук отличается от того, что мы слышим в реальном мире, поэтому нужно было создать прибор, который смог бы приблизить записанное звучание к реальности. Это и стало толчком к созданию аппаратов, которые вторгаются и изменяют частотную характеристику записей. Разумеется, эти и все последующие эквалайзеры были аналоговыми, так как до начала цифровой эпохи оставалось еще по меньшей мере 50 лет.

На протяжении полувека эквалайзеры совершенствовались. Многие компании, такие как EMI, Neve, API, немного позже Harrison Consoles, SSL и многие другие добились поразительных результатов в конструировании аналоговых эквалайзеров. Единственным и, пожалуй, наиболее существенным их недостатком оставалась цена – такие приборы стояли достаточно дорого, чтобы их мог купить любой желающий.

Как обычно, человечество нашло выход из этой ситуации, хотя и не очень разумный – в определенный момент многие музыканты и звукорежиссеры попросту решили отказаться от использования аналоговых эквалайзеров в угоду приборам новой «цифровой» эры, а маркетологи по всему миру в один голос начали кричать о том, что новые программные эквалайзеры лучше аналоговых, так как лишены их физических недостатков – их не нужно обслуживать, им не нужен мощный источник питания, они не греются, поэтому не нужно строить специальные вентилируемые комнаты для оборудования, но что самое важное – они позволяют осуществить математически идеальную обработку сигналов, то есть, теоретически, записи, обработанные цифровыми эквалайзерами,  должны звучать лучше.

Вторую половину 1980-х годов и выход в 1991 году Pro Tools 1.0 можно смело назвать началом конца аналоговых эквалайзеров и других аналоговых приборов, которые в одночасье оказались менее привлекательными для музыкального сообщества, чем Pro Tools, позволявший создавать законченные музыкальные произведения, не выходя из дома.

Многие производители аналогового оборудования долго сопротивлялись этой тенденции или, в лучшем случае, пытались подстроиться под нее. Даже такой гигант, как Neve Electronics, пытаясь создать современные гибридные цифро-аналоговые продукты, практически разорился и был выкуплен компанией Siemens, а впоследствии был преобразован после слияния с Advanced Music Systems в новую компанию AMS Neve.

Благоговение перед цифровыми чудесами продлилось до начала 2000-х годов, после чего в очередной раз началось переосмысление подходов к музыкальному производству. Многие звукорежиссеры, проанализировав записи, сделанные в 90-х годах,  и сравнив их с хитами 60-х и 70-х годов, пришли к выводу, что новые «идеальные» цифровые миксы совершенно лишены жизни, в сравнении с классическими записями «аналоговой» эры…

О том, что было дальше,  большого смысла говорить нет, так как практически все мы с вами застали этот период переосмысления – производители программного обеспечения осознали, что характер классических записей создавался как раз «несовершенными» аналоговыми приборами и что теперь нужно как-то это «несовершенство» вернуть в «идеальный», но стерильный цифровой звук.

К середине 2000-х годов мы получили готовое решение проблемы стерильности миксов – это использование аналоговых сумматоров, через которые пропускались миксы в процессе финального рендеринга. Эта технология позволила придать цифровым миксам аналоговый окрас, но ее недостатком оказалась стоимость подобных сумматоров, которая порой доходила до нескольких десятков тысяч долларов.

Нужно было найти другое, более дешевое решение, и инженеры задались вопросом:  что чаще всего использует звукорежиссер при работе над миксами и что может кардинально повлиять на звучание записей? Как и в начале 30-х годов ХХ века в Голливуде, так и сейчас ответ оказался прост – эквалайзер. Проанализировав влияние аналоговых эквалайзеров на различные компоненты цифрового микса, инженеры многих крупных софтверных компаний (Waves, Universal Audio и других) пришли к выводу, что если перенести аналоговый эквалайзер в цифровую среду,  то это в значительной степени решит проблему стерильности цифрового звука, так как эквалайзеры используются при обработке практически всех инструментов микса и, следовательно, эффект от их использования будет накапливаться, создавая в итоге теплое, мягкое и музыкальное звучание всего микса.

На сегодняшний день выпущено огромное количество различных эмуляций аналоговых эквалайзеров, а также современных гибридных аналогово-звучащих эквалайзеров (Waves H-EQ, Sound Radix Surfer EQ и т. д.), которые, тем не менее, уже мало похожи на приборы, которыми они были вдохновлены. Таким образом, в нашем распоряжении оказался невообразимо разнообразный мир красок, который заставил нас задуматься над новыми вопросами: как не потеряться в этом разнообразии и какие краски выбрать, чтобы получить отлично звучащий микс?

Все ли эмуляции аналоговых эквалайзеров одинаковы?

Ответ на этот вопрос очень прост: нет. Каждый производитель использует собственную технологию для эмуляции аналоговых эквалайзеров и других аналоговых приборов, но все эти технологии можно условно разделить на две большие группы – моделирование и свертка.

Разработка плагинов путем моделирования в основном происходит двумя путями. При первом различные статичные и изменяющиеся сигналы пропускаются через прибор, при этом измеряются его входные/выходные характеристики для всех вариантов настроек параметров фронтальной панели прибора, после чего разрабатывается DSP-код, который в точности повторяет все эти измеренные изменения. Второй путь заключается в изучении принципиальной схемы прибора и моделировании различных блоков компонентов для генерирования передаточной функции от входа к выходу(ам). Математическая функция используется для создания процедуры DSP, который и эмулирует прибор. Большинство разработчиков используют оба этих подхода, дополняя их интенсивными сессиями прослушивания реального и смоделированного прибора.

Метод свертки заключается в семплировании отклика различных компонентов прибора. Это намного более сложный, но при этом более эффективный подход при моделировании аналогового оборудования, в том числе и эквалайзеров, и сейчас на рынке есть только одна компания, которая достигла в нем успеха – это Acustica Audio. В основе их технологии лежат нелинейная свертка, динамические ряды Вольтерра и нестационарные модели.

Так как эмуляции аналоговых эквалайзеров, созданные методом свертки, являются наиболее сложными и правдоподобными,  их мы и рассмотрим в данной статье. Конечно, эмуляции, созданные путем моделирования, являются не менее качественными, но в определенном смысле они более удалены от оригинальных приборов, так как их сердцем является DSP, а сердцем сверточных приборов являются импульсы, захваченные непосредственно с оригинального прибора.

Какие эквалайзеры будут рассмотрены?

Мы остановимся на трех эмуляциях аналоговых эквалайзеров:

Amber (Avalon AD2055)

Amber EQ

Honey (Harrison 32C)

Honey EQ

Pearl (Siemens ELA 75-15)

Pearl EQ

Гармоники – первый уровень «несовершенства»

Отличительной особенностью практически любого аналогового эквалайзера является то, что при обработке сигнала он вносит в него искажения, зачастую не слишком сильные. Такими искажениями могут быть гармоники, добавляемые к сигналу, шум, взаимопроникновение каналов друг в друга (для стерео-эквалайзеров) и любые другие нелинейности, связанные с физической природой аналоговых приборов. Все эти нелинейности позволяют «оживить» стерильные записи, которые после обработки воспринимаются как более глубокие, теплые, объемные.

Рассмотрим гармоники, добавляемые к синусоиде после ее прохождения через сигнальные цепи рассматриваемых нами эквалайзеров.

Amber:

Amber

Honey:

Honey

Pearl:

Pearl

Вы видите, что амплитуда добавляемых гармоник в каждом конкретном случае очень низкая. Тем не менее, добавляемые гармоники вместе с другими нелинейностями создают впечатляющий звуковой результат.

Теперь послушаем чистый сигнал и этот же сигнал, но пропущенный через сигнальные цепи эквалайзеров без какой-либо дополнительной обработки и с равными выходными уровнями. В качестве тестового материала мы используем два музыкальных фрагмента: один, созданный с помощью синуса, и другой, созданный с использованием пилы.

Слушая данные примеры на качественных мониторах, можно заметить, что Amber делает звучание более глубоким, аккуратным, а высокие частоты делает чуть более искристыми. Honey делает звучание более округлым, приятно вязким и сглаженным. Pearl, в свою очередь, немного подчеркивает атаки, при этом делая звучание более близким.

Здесь Amber работает еще более интересно – он укрепляет сигнал, делает его ярче и массивнее. Honey делает сигнал чуть тоньше, но при этом создает более резкое и открытое звучание. Pearl в случае с пилой работает, на мой взгляд, наиболее интересно, так как он делает ее ярче, разборчивей и резче, при этом не добавляя никаких неприятных призвуков в диапазоне высокой середины.

Продолжим эксперимент, добавив в цепь обработки сигнала дополнительный эквалайзер, который создает псевдо-стереоэффект звучания наших тестовых сигналов:

Stereo EQ

На скриншоте видно, что левый и правый канал обрабатываются противоположным образом: частоты, которые усиливаются в левом канале,  для правого канала ослабляются в том же объеме, и наоборот, частоты, которые усиливаются в правом канале, для левого канала ослабляются в том же объеме. Это и создает псевдо-стереоэффект, который поможет нам еще лучше заметить разницу в звучании сигнала, пропущенного через сигнальные цепи рассматриваемых эквалайзеров.

Характер окраски каждым из эквалайзеров сохраняется, но теперь разницу в звучании слышно значительно лучше, так как сигналы левого и правого каналов немного отличаются друг от друга и, соответственно, эквалайзеры реагируют на них несколько иначе.

В случае с пилой  разница в звучании сигналов после прохождения сигнальных цепей эквалайзеров становится еще более ощутимой, так как мы имеем дело с намного более сложным сигналом, чем синус. Несложно заметить, насколько сильно отличается окрас сигнала, создаваемый каждым из эквалайзеров.

Искажения, вносимые аналоговыми эквалайзерами в сигнал, достаточно сильно влияют на его звучание, создавая в каждом конкретном случае неповторимые звуковые оттенки. Изучив эти оттенки, в дальнейшем их можно использовать на конкретных звуковых дорожках, чтобы изменить или подчеркнуть их тембральные характеристики. Но я хочу обратить ваше внимание на то, что подобные тесты нужно осуществлять ушами, а не глазами, так как если вы взглянете еще раз на скриншоты спектрограмм Honey и Pearl, то заметите, что выглядят они довольно похоже, хотя звуковую окраску создают совершенно разную…

Кривые – второй уровень «несовершенства»

Традиционные цифровые параметрические эквалайзеры работают достаточно просто: выбирается центральная частота, тип фильтра, настраивается его добротность, после чего производится усиление/ослабление выбранной полосы частот. Все эти действия проходят в «идеальном» виде: форма фильтров оказывается математически правильной и идентичной как для усиления, так и для ослабления сигнала; добротность остается неизменной и не зависит от каких-либо других параметров и факторов:

EQ3

С аналоговыми эквалайзерами ситуация обстоит иначе: кривые каждого конкретного прибора в большинстве своем являются уникальными, а их параметры являются взаимозависимыми – изменение, например, параметра усиления/ослабления (Gain) сигнала часто приводит к пропорциональному изменению значения параметра добротности (Q) – это одна из особенностей физической природы аналоговых эквалайзеров.

Теперь давайте рассмотрим особенности кривых конкретных аналоговых эквалайзеров. В качестве примера для каждого прибора мы будем тестировать только один тип фильтра – колокол (bell). Начнем с Amber:

Amber

При усилении полосы частот колоколообразным фильтром зависимость Gain/Q проявляется минимально, то есть значение добротности при усилении сигнала остается практически неизменным. Ситуация становится противоположной, когда мы начинаем ослаблять полосу частот – теперь зависимость Gain/Q проявляется в полной мере: чем сильнее ослабляется полоса частот, тем более высокое значение добротности мы получаем. Такое поведение обеспечивает очень мягкую работу фильтра при ослаблении частот, что в результате приводит к более музыкальному звучанию сигнала после обработки. Отличительной особенностью Amber является наличие параметра Width, который позволяет задать базовое значение добротности для конкретных полос эквалайзера. Это позволяет создать более пологие фильтры для усиления частот и более узкие для, например, ослабления неприятных резонансов.

Теперь рассмотрим принцип работы кривых Honey:

Honey

В отличии от Amber, для Honey не предусмотрена возможность регулировки добротности, тем не менее, значение этого параметра подобрано таким образом, чтобы влияние эквалайзера на звуковой материал было максимально музыкальным, а обработка была мягкой и аккуратной. Зависимость Gain/Q здесь проявляется в полной мере, как для усиления, так и для ослабления сигнала. При этом коэффициент зависимости не такой высокий, как в Amber, то есть значение добротности (Q) вместе с увеличением значения Gain растет не так стремительно. Это позволяет Honey работать очень мягко, но контролируемо и неразмазанно.

В завершение рассмотрим принцип работы кривых Pearl:

Pearl 1

Этот эквалайзер работает совершенно иначе в сравнении с предыдущими приборами. Функции усиления/ослабления частот у него разделены, а не спарены. Кроме того, вместо выбора центральной частоты фильтра здесь определяются границы редактируемого частотного диапазона. Тем не менее, влияние фильтра не ограничивается граничными частотами, а простирается за их пределы, создавая достаточно интенсивную и очевидную обработку сигнала. Pearl в определенной степени работает более агрессивно, чем Amber и Honey, но при аккуратной настройке он способен создать очень сочное и округлое звучание обрабатываемого музыкального материала.

Уникальной особенностью Pearl является то, что в качестве граничных частот могут быть выбраны достаточно удаленные друг от друга значения, что позволяет создать совершенно поразительные формы кривых, которые позволяют кардинальным образом изменить тембральные характеристики обрабатываемого сигнала:

Pearl 2

Обратите внимание, что в качестве базовых границ диапазона я выбрал значения 310 Гц и 1610 Гц, тем самым создав достаточно широкий колокол немного неправильной формы. После этого я расширил нижнюю границу частотного диапазона вплоть до 112 Гц, тем самым создав достаточно необычный колоколообразный фильтр, больше похожий на трапецию с немного усиленными верхними углами.

В процессе работы колоколообразные фильтры Pearl также немного влияют на высокочастотный и низкочастотный диапазон, немного усиливая и ослабляя их соответственно. Таким образом, аналоговое «несовершенство» этого эквалайзера проявляется в полной мере, кардинально вторгаясь в звучание обрабатываемого аудиоматериала и делая его более выразительным и интересным.

Так все-таки почему мы используем «несовершенные» аналоговые эквалайзеры и их эмуляции?

Каждый аналоговый эквалайзер имеет свой неповторимый характер, уникальное поведение и звучание, как и музыка, с которой эти эквалайзеры взаимодействуют. Цифровая стерильность сама по себе чужда природе музыки, так как она лишает ее жизни, делает ее скучной и не вдохновляющей. Конечно, точность и практичность современных цифровых устройств не стоит недооценивать или каким-либо образом приуменьшать их достоинства, но, по правде говоря, наверное, каждый из нас, работая над миксами, старается добиться поистине интригующего, захватывающего и неповторимого звучания, которого в полной мере позволяет добиться использование различных аналоговых эквалайзеров и их эмуляций. Теплых, объемных и вдохновляющих вам миксов!

Плывите к звуку!

Статья опубликована с разрешения автора